JP5874058B2 - Light source device and projection display device - Google Patents

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Description

本発明は、多数の固体光源からの光を集光し蛍光体を励起して得られる蛍光を用いた光源装置、及びそれを用いた投写型表示装置に関する。   The present invention relates to a light source device using fluorescence obtained by condensing light from many solid light sources and exciting a phosphor, and a projection display device using the same.

液晶やミラー偏向型のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）からなるライトバルブを用いた投写型表示装置の光源として、放電ランプが広く利用されている。しかし、放電ランプは寿命が短く信頼性が低い、という問題点を抱えている。この問題を解決するため、放電ランプに代えて、光源として半導体レーザーや発光ダイオード等の固体光源を用いた投写型表示装置が検討されている。
図８に、固体光源とＤＭＤを用いた投写型表示装置の従来例として、特許文献１に開示された構成を示す。発光ダイオード１０１からの紫外光は、円盤状のカラーホィール１０２に入射する。カラーホィール１０２には、紫外光を透過し可視光を反射する反射膜が形成されている。反射膜の出射側には、円盤を周方向に３つの領域に分割した各領域にそれぞれ、赤、緑、青の蛍光体層が形成されており、入射した紫外光により、赤、緑、青の色光が発光される。発光した光はリレーレンズ１０３、反射ミラー１０４、プリズム１０５を透過および反射して、ＤＭＤ１０６に入射する。ＤＭＤ１０６に入射した光は、映像信号に応じてＤＭＤ１０６により空間変調され、変調された光は投写レンズ１０７により拡大投写される。 A discharge lamp is widely used as a light source of a projection display device using a light valve composed of a liquid crystal or a mirror deflection type digital micromirror device (DMD). However, the discharge lamp has a problem of short life and low reliability. In order to solve this problem, a projection display device using a solid light source such as a semiconductor laser or a light emitting diode as a light source instead of a discharge lamp has been studied.
FIG. 8 shows a configuration disclosed in Patent Document 1 as a conventional example of a projection display device using a solid light source and a DMD. The ultraviolet light from the light emitting diode 101 is incident on the disk-shaped color wheel 102. The color wheel 102 is formed with a reflective film that transmits ultraviolet light and reflects visible light. On the exit side of the reflective film, red, green, and blue phosphor layers are formed in each of the regions obtained by dividing the disk into three regions in the circumferential direction. Is emitted. The emitted light is transmitted and reflected through the relay lens 103, the reflection mirror 104, and the prism 105 and enters the DMD 106. The light incident on the DMD 106 is spatially modulated by the DMD 106 according to the video signal, and the modulated light is enlarged and projected by the projection lens 107.

特開２００４−３４１１０５号公報JP 2004-341105 A

一般に、半導体レーザーや発光ダイオードなどの固体光源は、放電ランプと比較して発光光束が少ない。このため、図８に示した構成により高輝度を得ることは困難である。そこで、固体光源を用いた光源装置の高輝度化を図る方法として、多数の固体光源を用いて蛍光体を励起し、蛍光発光させて光束の増大を図る方法が有望である。
したがって、本発明は、多数の固体光源からの光を効率よく集光し、かつ蛍光体を励起して得られる発光のスペクトル利用率が高い光源装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのような光源装置を用いて構成された投写型表示装置を提供することを目的とする。 In general, solid-state light sources such as semiconductor lasers and light-emitting diodes have a smaller luminous flux than discharge lamps. For this reason, it is difficult to obtain high luminance by the configuration shown in FIG. Therefore, a promising method for increasing the luminance of a light source device using a solid light source is to excite a phosphor using a large number of solid light sources to emit fluorescent light to increase the luminous flux.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source device that efficiently collects light from a large number of solid-state light sources and has a high spectrum utilization factor of light emission obtained by exciting a phosphor.
It is another object of the present invention to provide a projection display device configured using such a light source device.

本発明の第１の構成の光源装置は、青の色光を発光する複数個の第１固体光源と前記第１固体光源の各々に対応する複数個の集光レンズとを備えた第１固体光源ユニットと、前記第１固体光源ユニットからの色光を第１偏光成分と第２偏光成分に偏光分離し、かつ青の色光と緑及び赤の色光を合成するダイクロイックミラーと、前記第１偏光成分の光により励起されて緑及び赤成分の蛍光を発光し前記ダイクロイックミラーに入射させる蛍光発光板と、前記第２偏光成分の偏光を円偏光に変換する第１位相差板と、前記第１位相差板を透過した光を反射して再度前記第１位相差板に入射させる反射板とを備え、前記蛍光発光板からの色光と前記第１位相差板を再透過した色光とが前記ダイクロイックミラーで合成されて、白色光を出射する光源装置であって、前記第１固体光源ユニットと前記ダイクロイックミラーとの間に配置され、前記第１固体光源ユニットからの光の偏光方向を変換し、前記ダイクロイックミラーへ入射するＰ偏光成分とＳ偏光成分の光を一定の比率に制御する第２位相差板を備えたことを特徴とする。
The first configuration of a light source device of the present invention, the first solid-state light source that includes a plurality of condenser lenses corresponding to each of the plurality of first solid-state light source and the first solid-state light source for emitting blue color light A unit, a dichroic mirror that separates the color light from the first solid-state light source unit into a first polarization component and a second polarization component, and combines blue color light and green and red color light; and A fluorescent light-emitting plate that is excited by light to emit green and red component fluorescence and is incident on the dichroic mirror; a first phase plate that converts the polarized light of the second polarization component into circularly polarized light; and the first phase difference A reflecting plate that reflects the light transmitted through the plate and makes it incident on the first retardation plate again, and the color light from the fluorescent light-emitting plate and the colored light that has passed through the first retardation plate are reflected by the dichroic mirror. Light that is synthesized and emits white light A P-polarized component and an S-polarized light that are disposed between the first solid-state light source unit and the dichroic mirror, change the polarization direction of light from the first solid-state light source unit, and enter the dichroic mirror. A second retardation plate for controlling the component light at a constant ratio is provided.

また、本発明の第２の構成の光源装置は、複数個の第１固体光源と前記第１固体光源の各々に対応する複数個の集光レンズとを備えた第１固体光源ユニットと、前記第１固体光源ユニットからの色光を反射し、かつ青の色光と緑及び赤の色光を合成するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーにより反射された前記第１固体光源からの色光を集光する第１集光部と、前記第１集光部で集光された光で励起されて緑及び赤成分の蛍光を発光し前記ダイクロイックミラーに入射させる蛍光発光板と、第２固体光源を備えた第２固体光源ユニットと、前記第２固体光源ユニットからの光を集光する第２集光部とを備え、前記蛍光発光板からの色光と前記第２固体光源ユニットからの色光とが前記ダイクロイックミラーで合成されて、白色光を出射し、前記第１固体光源ユニットと前記ダイクロイックミラーとの間に配置され、前記第１固体光源ユニットからの光の偏光方向を変換してＳ偏光とする第３位相差板を備えたことを特徴とする。 The light source device of the second configuration of the present invention includes a first solid-state light source unit that includes a plurality of condenser lenses corresponding to each of the first solid-state light source and the plurality of first solid-state light source, wherein A dichroic mirror that reflects the color light from the first solid light source unit and combines the blue color light and the green and red color light; and a first that collects the color light from the first solid light source reflected by the dichroic mirror. A second light source including a light collecting portion, a fluorescent light emitting plate that is excited by the light condensed by the first light collecting portion to emit green and red component fluorescence and is incident on the dichroic mirror; A solid-state light source unit and a second condensing unit that condenses the light from the second solid-state light source unit, and the color light from the fluorescent light-emitting plate and the color light from the second solid-state light source unit are the dichroic mirror Synthesized, white A third retardation plate that emits light and is disposed between the first solid-state light source unit and the dichroic mirror, and converts the polarization direction of the light from the first solid-state light source unit into S-polarized light; It is characterized by that.

本発明の投写型表示装置は、白色光を出射する光源装置と、前記光源装置からの光を集光して照明光を形成する照明部と、前記照明部からの白色光を青、緑及び赤の各色光に色分離する色分離部と、色分離された各色光を空間変調して画像光を各々形成する３つの液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブから出射した青、緑及び赤の色光の画像光を合成する色合成部と、前記色合成部で合成された画像光を拡大投写する投写レンズとを備え、前記光源装置が上記いずれかの構成の光源装置であることを特徴とする。   The projection display device of the present invention includes a light source device that emits white light, an illumination unit that collects light from the light source device to form illumination light, and blue light, green light, and white light from the illumination unit. A color separation unit that separates each color light into red, three liquid crystal light valves that spatially modulate each color light to form image light, and blue, green, and red light emitted from the liquid crystal light valve; A color synthesis unit that synthesizes image light of color light, and a projection lens that enlarges and projects the image light synthesized by the color synthesis unit, and the light source device is a light source device having any one of the above-described configurations. To do.

本発明によれば、固体光源ユニットとダイクロイックミラーとの間に配置された位相差板による、固体光源からの出射光の偏光方向の変換により、蛍光発光板が発光した蛍光と、固体光源の光の光量比が最適に調整され、高効率の光源装置を構成できる。
また、本発明の光源装置を用いて構成することにより、長寿命で明るい投写型表示装置が得られる。 According to the present invention, the fluorescence emitted from the fluorescent light-emitting plate by the conversion of the polarization direction of the light emitted from the solid-state light source by the phase difference plate disposed between the solid-state light source unit and the dichroic mirror, and the light from the solid-state light source The light quantity ratio is optimally adjusted, and a highly efficient light source device can be configured.
In addition, by using the light source device of the present invention, a long-life and bright projection display device can be obtained.

本発明の実施の形態１における光源装置の構成を示す正面図The front view which shows the structure of the light source device in Embodiment 1 of this invention. 同光源装置を構成する固体光源ユニットの平面図Plan view of a solid-state light source unit constituting the light source device 同光源装置を構成する半導体レーザーの発光の様相を示す斜視図The perspective view which shows the aspect of light emission of the semiconductor laser which comprises the light source device 同光源装置を構成するダイクロイックミラーの分光特性とレーザー光の発光スペクトルを示すグラフGraph showing the spectral characteristics of the dichroic mirror and the emission spectrum of laser light 同光源装置の出射光の分光特性を示すグラフGraph showing the spectral characteristics of the emitted light of the light source device 本発明の実施の形態２における光源装置の構成を示す正面図The front view which shows the structure of the light source device in Embodiment 2 of this invention. 同光源装置を構成するダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフA graph showing the spectral characteristics of the dichroic mirror constituting the light source device 本発明の実施の形態３における投写型表示装置の構成を示す正面図The front view which shows the structure of the projection type display apparatus in Embodiment 3 of this invention. 従来例の投写型表示装置の構成を示す正面図Front view showing a configuration of a conventional projection display device

本発明は、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
すなわち、第１の構成の光源装置は、前記ダイクロイックミラーと前記蛍光発光板の間に配置され、前記ダイクロイックミラーで偏光分離された前記第１偏光成分を集光する集光部を備え、前記集光部で集光された光が前記蛍光発光板に入射する構成とすることができる。
第１または第２の構成の光源装置において、前記第１固体光源を青色半導体レーザーとすることができる。
また、前記第１固体光源から出射する光が直線偏光の光であることが好ましい。
また、前記第２固体光源を発光ダイオードとすることができる。
また、前記第１固体光源ユニットを複数の固体光源ユニットで構成することができる。
第１の構成の光源装置において、前記第１位相差板を１／４波長板とすることができる。また、前記第２位相差板を１／２波長板とすることができる。
第２の構成の光源装置において、前記第３位相差板を１／２波長板とすることができる。
第１または第２の構成の光源装置において、前記第２または第３位相差板の光軸の方向を変化させる回転調整機構を備えることが好ましい。
また、前記蛍光発光板は回転制御可能な円形とすることができる。
また、前記蛍光発光板は、前記ダイクロイックミラーに面する側に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に対して前記ダイクロイックミラーの反対側に配置された反射膜とを有することが好ましい。前記蛍光体層はＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体により形成することができる。
また、前記第１固体光源ユニットと、前記ダイクロイックミラーの間に拡散板を備えることが好ましい。
上記構成の投写型表示装置において、前記液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルを用いて構成することができる。 The present invention can take the following aspects based on the above configuration.
That is, the light source device having the first configuration includes a condensing unit that is disposed between the dichroic mirror and the fluorescent light-emitting plate and condenses the first polarization component polarized and separated by the dichroic mirror. It is possible to adopt a configuration in which the light condensed in step is incident on the fluorescent light emitting plate.
In the light source apparatus of the first or second configuration, the pre-Symbol first solid-state light source may be a blue semiconductor laser.
Further, it is preferable that before Symbol light emitted from the first solid-state light source is linearly polarized light.
The second solid-state light source may be a light emitting diode.
Further, the first solid light source unit can be composed of a plurality of solid light source units.
In the light source device having the first configuration, the first retardation plate can be a quarter wavelength plate. The second retardation plate can be a half-wave plate.
In the light source device having the second configuration, the third retardation plate can be a half-wave plate.
In the light source device having the first or second configuration, it is preferable to include a rotation adjustment mechanism that changes the direction of the optical axis of the second or third retardation plate.
In addition, the fluorescent light emitting plate may have a circular shape that can be rotationally controlled.
Moreover, it is preferable that the said fluorescent light emission board has a fluorescent substance layer arrange | positioned at the side facing the said dichroic mirror, and a reflecting film arrange | positioned on the opposite side of the said dichroic mirror with respect to the said fluorescent substance layer. The phosphor layer can be formed of a Ce-activated YAG yellow phosphor.
Further, it is preferable to provide a pre-Symbol first solid-state light source unit, a diffusion plate between the dichroic mirror.
In the projection display device having the above-described configuration, the liquid crystal light valve can be configured using a transmissive liquid crystal panel.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１における光源装置の構成を示す正面図である。この光源装置は、基本的な要素として、固体光源ユニット１、ダイクロイックミラー２、蛍光発光板３、及び偏光方向変換部４を含む。ダイクロイックミラー２は、入射光のうち、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させて偏光分離する。蛍光発光板３は、Ｓ偏光成分により励起されて蛍光を発光する。Ｐ偏光成分は、偏光方向変換部４によりＳ偏光に変換され、ダイクロイックミラー２により反射される。これにより、蛍光発光板３からの色光と偏光方向変換部４からの色光とがダイクロイックミラー２で合成されて出射する。 (Embodiment 1)
FIG. 1A is a front view showing a configuration of a light source device according to Embodiment 1 of the present invention. The light source device includes a solid light source unit 1, a dichroic mirror 2, a fluorescent light emitting plate 3, and a polarization direction conversion unit 4 as basic elements. The dichroic mirror 2 reflects the S-polarized component of the incident light and transmits the P-polarized component to separate the polarized light. The fluorescent light-emitting plate 3 emits fluorescence when excited by the S-polarized component. The P-polarized light component is converted into S-polarized light by the polarization direction conversion unit 4 and reflected by the dichroic mirror 2. Thus, the color light from the fluorescent light emitting plate 3 and the color light from the polarization direction conversion unit 4 are combined by the dichroic mirror 2 and emitted.

固体光源ユニット１は、固体光源である半導体レーザー５、放熱板６、及び集光レンズ７を備えている。放熱板６は、ヒートシンク８に取り付けられている。固体光源ユニット１からの出射光は、レンズ９、１０、拡散板１１、及び第２位相差板である１／２波長板１２を通過してダイクロイックミラー２に入射する。ダイクロイックミラー２と蛍光発光板３の間には、コンデンサレンズ１３が配置されている。蛍光発光板３は、円形のガラス基板１４と、その上に形成された反射膜１５及び蛍光体層１６により構成され、モーター１７により回転させられる。偏光方向変換部４は、第１位相差板である１／４波長板１８、及び反射板１９から構成される。
図中には、固体光源ユニット１から出射する各光束２０の様相が示されている。また、この光源装置の光軸２１が示されている。図１Ｂは、ヒートシンク８を通して見た固体光源ユニット１を示す平面図であり、複数の半導体レーザー５の配置が破線で示されている。 The solid light source unit 1 includes a semiconductor laser 5 that is a solid light source, a heat radiating plate 6, and a condenser lens 7. The heat sink 6 is attached to the heat sink 8. Light emitted from the solid-state light source unit 1 passes through the lenses 9 and 10, the diffusion plate 11, and the half-wave plate 12 that is the second retardation plate and enters the dichroic mirror 2. A condenser lens 13 is disposed between the dichroic mirror 2 and the fluorescent light emitting plate 3. The fluorescent light emitting plate 3 includes a circular glass substrate 14, a reflective film 15 and a phosphor layer 16 formed thereon, and is rotated by a motor 17. The polarization direction conversion unit 4 includes a quarter wavelength plate 18 that is a first retardation plate and a reflection plate 19.
In the figure, the appearance of each light beam 20 emitted from the solid-state light source unit 1 is shown. Moreover, the optical axis 21 of this light source device is shown. FIG. 1B is a plan view showing the solid-state light source unit 1 viewed through the heat sink 8, and the arrangement of the plurality of semiconductor lasers 5 is indicated by broken lines.

固体光源ユニット１では、放熱板６上に一定の間隔で２次元状（ｘｙ軸面内）に、２４個（６×４）の半導体レーザー５が、光軸２１に対称に正方配置されている。さらに半導体レーザー５の各々に対応させて、集光レンズ７が配置されている。ヒートシンク８は、固体光源ユニット１を冷却するためのものである。半導体レーザー５は、４４０ｎｍから４５５ｎｍの波長で青色光を発光し、直線偏光で出射する。
図２に、半導体レーザー５の発光の様相を示す。半導体レーザー５の発光部である活性層２２からの発光ビーム２３は、ガウシアンビームの伝播理論にしたがって拡がる。活性層２２に平行な方向のビーム拡がり角度θ‖は略１０度である。一方、活性層２２に垂直な方向のビーム拡がり角度θ⊥は略３０度と、平行な方向の略３倍拡がる。また、出射光は半導体レーザー５内部で直線偏光化され、その偏光方向２４は活性層２２に平行な方向となる。 In the solid state light source unit 1, 24 (6 × 4) semiconductor lasers 5 are squarely arranged symmetrically with respect to the optical axis 21 in a two-dimensional manner (within the xy axis plane) on the heat radiating plate 6. . Further, a condensing lens 7 is arranged corresponding to each of the semiconductor lasers 5. The heat sink 8 is for cooling the solid light source unit 1. The semiconductor laser 5 emits blue light with a wavelength of 440 nm to 455 nm and emits it with linearly polarized light.
FIG. 2 shows the light emission aspect of the semiconductor laser 5. The emitted beam 23 from the active layer 22 which is the light emitting part of the semiconductor laser 5 is expanded according to the propagation theory of the Gaussian beam. The beam divergence angle θ‖ in the direction parallel to the active layer 22 is approximately 10 degrees. On the other hand, the beam divergence angle θ⊥ in the direction perpendicular to the active layer 22 is approximately 30 degrees, which is approximately three times the parallel direction. The emitted light is linearly polarized inside the semiconductor laser 5, and the polarization direction 24 is parallel to the active layer 22.

図１に示すように、半導体レーザー５の出射光を集光レンズ７で集光する場合、ビームの拡がり角度θが小さい方が集光レンズ７の有効領域を小さくできる。このため、活性層２２と平行な方向に、より多数の半導体レーザー５を配置する構成とし、固体光源ユニット１を小型化している。複数の半導体レーザー５を出射した光は、対応する集光レンズ７によりそれぞれ集光され、平行な光束２０に変換される。光束２０の群は凸面のレンズ９と凹面のレンズ１０により、さらに小径化され、拡散板１１に入射する。拡散板１１はガラス製で、表面の微細な凹凸形状により光を拡散する。拡散板１１からの光は、１／２波長板１２に入射する。   As shown in FIG. 1, when the emitted light of the semiconductor laser 5 is collected by the condenser lens 7, the effective area of the condenser lens 7 can be made smaller when the beam divergence angle θ is smaller. For this reason, it is set as the structure which arrange | positions more semiconductor lasers 5 in the direction parallel to the active layer 22, and the solid light source unit 1 is reduced in size. Light emitted from the plurality of semiconductor lasers 5 is collected by the corresponding condenser lens 7 and converted into a parallel light beam 20. The group of light beams 20 is further reduced in diameter by the convex lens 9 and the concave lens 10 and is incident on the diffusion plate 11. The diffusion plate 11 is made of glass, and diffuses light with a fine uneven shape on the surface. Light from the diffusion plate 11 enters the half-wave plate 12.

１／２波長板１２は、半導体レーザー５の発光の主波長近傍での位相差が略１／２波長となる位相差板であり、入射する直線偏光の偏光方向を変換する。１／２波長板１２は、延伸フィルムや水晶などで構成される。１／２波長板１２の光軸角度は、ダイクロイックミラー２へ入射する光のＳ偏光成分が略９０〜７０％、Ｐ偏光成分が略１０〜３０％となるよう回転調整が可能なように配置されている。図中には、ダイクロイックミラー２へ入射する光のＰ偏光、Ｓ偏光の方向が示されている。   The half-wave plate 12 is a retardation plate whose phase difference in the vicinity of the main wavelength of light emitted from the semiconductor laser 5 is approximately ½ wavelength, and converts the polarization direction of incident linearly polarized light. The half-wave plate 12 is composed of a stretched film, crystal, or the like. The optical axis angle of the half-wave plate 12 is arranged so that the rotation can be adjusted so that the S polarization component of the light incident on the dichroic mirror 2 is approximately 90 to 70% and the P polarization component is approximately 10 to 30%. Has been. In the figure, the directions of P-polarized light and S-polarized light of light incident on the dichroic mirror 2 are shown.

図３に、ダイクロイックミラー２の分光特性と、半導体レーザー５からのレーザー光の発光スペクトルを示す。ダイクロイックミラー２の分光特性は、波長に対する透過率で示されている。発光スペクトルは、波長に対する相対強度で示されている。ダイクロイックミラー２は波長４４５ｎｍ付近の半導体レーザー光のＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過し、かつ緑および赤の色光を透過する。これにより、入射する光は、偏光方向の状態に対応して反射もしくは透過する光束が制御され、第１偏光成分と第２偏光成分に偏光分離される。   FIG. 3 shows the spectral characteristics of the dichroic mirror 2 and the emission spectrum of the laser light from the semiconductor laser 5. The spectral characteristics of the dichroic mirror 2 are indicated by the transmittance with respect to the wavelength. The emission spectrum is shown as a relative intensity with respect to wavelength. The dichroic mirror 2 reflects the S-polarized light of the semiconductor laser light having a wavelength near 445 nm, transmits the P-polarized light, and transmits green and red color lights. Thus, the incident light is reflected or transmitted in accordance with the state of the polarization direction, and is controlled to be polarized and separated into the first polarization component and the second polarization component.

図１のダイクロイックミラー２で反射したＳ偏光の光束（第１偏光成分）は、コンデンサレンズ１３により集光され、光強度がピーク強度に対して１３．５％となる直径が、１ｍｍ〜３ｍｍのスポット光として重畳され、蛍光発光板３に入射する。拡散板１１はそのスポット光の径が所望の径となるよう光を拡散させる。
蛍光発光板３は、中央部のモーター１７により回転制御可能である。反射膜１５は可視光を反射する誘電体薄膜である。蛍光体層１６は、青色光により励起されて緑、赤成分を含んだ黄色光を発光するＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体により形成されている。この蛍光体の結晶母体の代表的な化学組織はＹ3Ａｌ5Ｏ12である。蛍光体層１６は円環状に形成されている。蛍光発光板３を回転させることにより、励起光による蛍光体の温度上昇を抑制し、蛍光変換効率を安定に維持することができる。
スポット光で励起された蛍光体層１６が蛍光発光した緑、赤成分を含む黄色光は、蛍光発光板３を出射する。但し、反射膜１５側に放射された光は反射膜１５で反射して、蛍光発光板３を出射する。蛍光発光板３から出射した緑および赤の色光は、コンデンサレンズ１３で集光され、略平行光に変換された後、ダイクロイックミラー２を透過する。 The S-polarized light beam (first polarization component) reflected by the dichroic mirror 2 in FIG. 1 is condensed by the condenser lens 13 and has a diameter of 1 to 3 mm at which the light intensity is 13.5% of the peak intensity. The light is superimposed as spot light and enters the fluorescent light-emitting plate 3. The diffuser plate 11 diffuses the light so that the spot light has a desired diameter.
The rotation of the fluorescent light emitting plate 3 can be controlled by a motor 17 at the center. The reflective film 15 is a dielectric thin film that reflects visible light. The phosphor layer 16 is formed of a Ce-activated YAG yellow phosphor that is excited by blue light and emits yellow light containing green and red components. A typical chemical structure of the crystal matrix of this phosphor is Y 3 Al 5 O 12 . The phosphor layer 16 is formed in an annular shape. By rotating the fluorescent light-emitting plate 3, the temperature rise of the fluorescent substance due to the excitation light can be suppressed, and the fluorescence conversion efficiency can be stably maintained.
The yellow light containing the green and red components emitted from the phosphor layer 16 excited by the spot light is emitted from the fluorescent light emitting plate 3. However, the light emitted to the reflective film 15 side is reflected by the reflective film 15 and is emitted from the fluorescent light emitting plate 3. The green and red color lights emitted from the fluorescent light emitting plate 3 are condensed by the condenser lens 13 and converted into substantially parallel light, and then transmitted through the dichroic mirror 2.

一方、ダイクロイックミラー２を透過したＰ偏光の青色光（第２偏光成分）は、第１位相差板である１／４波長板１８に入射する。１／４波長板１８は、半導体レーザー５の発光の主波長近傍で位相差が略１／４波長となるように、延伸フィルムや水晶などで構成される。入射するＰ偏光の光は１／４波長板１８で円偏光に変換され、反射板１９で位相が反転した後、再び１／４波長板１８で偏光変換されてＳ偏光になる。反射板１９は、ガラス基板上にアルミニウム反射膜や誘電体膜を形成したものである。Ｓ偏光に変換された青色光はダイクロイックミラー２で反射する。図１に示す構成では、１／４波長板１８を透過した光は反射板１９で反射するが、コンデンサレンズを用いて集光した後に、反射板１９で反射させる構成としてもよい。   On the other hand, the P-polarized blue light (second polarization component) transmitted through the dichroic mirror 2 is incident on the quarter-wave plate 18 that is the first retardation plate. The quarter-wave plate 18 is made of a stretched film, crystal, or the like so that the phase difference is approximately ¼ wavelength in the vicinity of the main wavelength of light emitted from the semiconductor laser 5. Incident P-polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 18, and after the phase is inverted by the reflector plate 19, the light is again converted by the quarter-wave plate 18 to become S-polarized light. The reflection plate 19 is obtained by forming an aluminum reflection film or a dielectric film on a glass substrate. The blue light converted to S-polarized light is reflected by the dichroic mirror 2. In the configuration shown in FIG. 1, the light transmitted through the quarter-wave plate 18 is reflected by the reflection plate 19, but may be reflected by the reflection plate 19 after being condensed using a condenser lens.

このようにして、蛍光発光板３からの緑および赤成分の蛍光と、半導体レーザーの青色光がダイクロイックミラー２で合成され、白色光となって出射する。図４に、出射する白色光の分光特性を示す。蛍光発光の緑、赤成分を含む黄色光と半導体レーザーの青色光により、良好なホワイトバランスの発光特性を得ることができる。この発光スペクトル特性によれば、投写型表示装置の光学系で青、緑、赤の３原色光に分離しても、損失なく所望の色度座標の単色光を得ることができる。   In this way, the green and red component fluorescence from the fluorescent light emitting plate 3 and the blue light of the semiconductor laser are combined by the dichroic mirror 2 and emitted as white light. FIG. 4 shows the spectral characteristics of the emitted white light. Good white balance emission characteristics can be obtained by yellow light containing green and red components of fluorescent light emission and blue light of a semiconductor laser. According to this emission spectrum characteristic, even if the optical system of the projection display device is separated into the three primary colors of blue, green, and red, it is possible to obtain monochromatic light having a desired chromaticity coordinate without loss.

上記構成によれば、１／２波長板１２の配置とその回転により、蛍光発光板３や１／４波長板１８、反射板１９に入射する光を制御できるため、青色光と黄色光の光量比を制御できる。これにより、投写型表示装置の光学系のばらつき、固体光源ユニットからの出力光のばらつき、蛍光発光板の蛍光変換効率ばらつきなどに起因する、所望の白バランスからのずれを容易に補正調整できる。   According to the above configuration, the light incident on the fluorescent light-emitting plate 3, the quarter-wave plate 18 and the reflection plate 19 can be controlled by the arrangement and rotation of the half-wave plate 12. The ratio can be controlled. Accordingly, it is possible to easily correct and adjust a deviation from a desired white balance caused by variations in the optical system of the projection display device, variations in output light from the solid light source unit, variations in fluorescence conversion efficiency of the fluorescent light emitting plate, and the like.

図１の構成では、ひとつの固体光源ユニット１を用いているが、複数の固体光源ユニットを用い、出射光をミラーで合成して用いてもよい。また、ダイクロイックミラー２は、青反射、緑および赤透過特性を有する場合について説明したが、青透過、緑および赤反射の特性を有するミラーを用いることもできる。   In the configuration of FIG. 1, one solid light source unit 1 is used. However, a plurality of solid light source units may be used and emitted light may be combined by a mirror and used. Moreover, although the case where the dichroic mirror 2 has a blue reflection, green, and red transmission characteristic was demonstrated, the mirror which has a blue transmission, green, and red reflection characteristic can also be used.

以上のように、本実施の形態の光源装置は、複数の半導体レーザーを備えた固体光源ユニットからの青色光を、回転調整可能な１／２波長板及びダイクロイックミラーにより偏光分離し、分離された一方の偏光の青色光で励起して緑および赤成分を含む黄色光を発光させる。発光された黄色光と、他方の偏光の青色光とを所望のバランスで合成して白色光を得ることにより、高効率で良好な白バランス光を出射する高輝度な光源装置が得られる。   As described above, in the light source device of the present embodiment, the blue light from the solid-state light source unit including a plurality of semiconductor lasers is polarized and separated by the half-wave plate and dichroic mirror that can be rotated and separated. Excitation with one polarized blue light causes yellow light containing green and red components to be emitted. By combining the emitted yellow light and the other polarized blue light with a desired balance to obtain white light, a high-intensity light source device that emits good white balance light with high efficiency can be obtained.

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における光源装置の構成を示す正面図である。この光源装置は、白色光を得るための合成対象の青色光が、半導体レーザー５からの出射光ではなく、発光ダイオードの青色光である点が、実施の形態１の光源装置とは相違する。そのために変更された要素以外の、固体光源ユニット１及び蛍光発光板３等の構成は、実施の形態１と同様であり、実施の形態１の要素と同一の要素については同一の参照番号を付して、説明の繰り返しを省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is a front view showing the configuration of the light source device according to Embodiment 2 of the present invention. This light source device is different from the light source device of the first embodiment in that the blue light to be synthesized for obtaining white light is not the light emitted from the semiconductor laser 5 but the blue light of the light emitting diode. Therefore, the configuration of the solid-state light source unit 1 and the fluorescent light-emitting plate 3 other than the elements changed for that purpose is the same as that of the first embodiment, and the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Thus, repeated description is omitted.

図５において、１／２波長板２５及びダイクロイックミラー２６は、図１Ａにおける１／２波長板１２及びダイクロイックミラー２に対応する。但し、１／２波長板２５は、直線偏光の偏光方向を略９０度回転するように構成される。また、図１Ａのダイクロイックミラー２とは異なる分光特性の青反射のダイクロイックミラー２６が用いられる。更に、図１Ａにおける偏光方向変換部４に代えて、発光ダイオード２７、コンデンサレンズ２８、及びヒートシンク２９からなる第２固体光源ユニットが設けられている。   In FIG. 5, a half-wave plate 25 and a dichroic mirror 26 correspond to the half-wave plate 12 and the dichroic mirror 2 in FIG. 1A. However, the half-wave plate 25 is configured to rotate the polarization direction of linearly polarized light by approximately 90 degrees. Further, a blue reflecting dichroic mirror 26 having a spectral characteristic different from that of the dichroic mirror 2 of FIG. 1A is used. Further, a second solid-state light source unit including a light emitting diode 27, a condenser lens 28, and a heat sink 29 is provided in place of the polarization direction converter 4 in FIG. 1A.

複数の半導体レーザー５を出射した光は、対応する集光レンズ７によりそれぞれ集光され平行な光束２０に変換される。レンズ９に入射する光束２０群は、レンズ９、１０で、さらに小径化され、拡散板１１で拡散した後に、１／２波長板２５に入射する。１／２波長板２５は、入射する直線偏光の偏光方向を略９０度回転するようその光軸が配置され、その光軸が回転調整できるように配置されている。１／２波長板２５で偏光回転した光は、ダイクロイックミラー２６に入射する。   Light emitted from the plurality of semiconductor lasers 5 is condensed by the corresponding condenser lens 7 and converted into a parallel light beam 20. The light beam 20 group incident on the lens 9 is further reduced in diameter by the lenses 9 and 10, diffused by the diffusion plate 11, and then incident on the half-wave plate 25. The half-wave plate 25 is arranged such that its optical axis is rotated so that the polarization direction of the incident linearly polarized light is rotated by approximately 90 degrees, and its optical axis can be rotationally adjusted. The light whose polarization has been rotated by the half-wave plate 25 enters the dichroic mirror 26.

図６にダイクロイックミラー２６の分光特性を示す。ダイクロイックミラー２６は固体光源ユニット１からの光および発光ダイオード２７からの光を反射し、かつ、緑および赤成分の光を透過する特性を有する。半導体レーザー５を小型で高密度に配置するため、Ｐ偏光の出射光となる光を、１／２波長板２５によりＳ偏光に変換する。１／２波長板２５は回転調整が可能であるため、蛍光発光板３へ反射する光を最も高い反射率で反射させることができる。また、発光ダイオード２７からの光を高い反射率で反射することができる。   FIG. 6 shows the spectral characteristics of the dichroic mirror 26. The dichroic mirror 26 has a characteristic of reflecting light from the solid-state light source unit 1 and light from the light emitting diode 27 and transmitting light of green and red components. In order to arrange the semiconductor lasers 5 in a small size and with high density, light that becomes P-polarized outgoing light is converted into S-polarized light by the half-wave plate 25. Since the half-wave plate 25 can be rotated, the light reflected to the fluorescent light-emitting plate 3 can be reflected with the highest reflectance. Moreover, the light from the light emitting diode 27 can be reflected with high reflectance.

１／２波長板２５を通過した後、ダイクロイックミラー２６で反射した光は、コンデンサレンズ１３により集光され、径が１〜３ｍｍのスポット光として重畳され、蛍光発光板３に入射する。スポット光で励起された蛍光体層１６は緑、赤成分を含む黄色光を発光する。蛍光発光板３から出射する黄色光は、コンデンサレンズ１３で集光され、略平行光に変換後、ダイクロイックミラー２６を透過する。一方、発光ダイオード２７が発光する青色光はコンデンサレンズ２８で集光され、略平行光に変換された後、ダイクロイックミラー２６で反射される。発光ダイオード２７はヒートシンク２９により冷却され、発光特性が安定して維持される。   After passing through the half-wave plate 25, the light reflected by the dichroic mirror 26 is collected by the condenser lens 13, is superimposed as a spot light having a diameter of 1 to 3 mm, and enters the fluorescent light-emitting plate 3. The phosphor layer 16 excited by the spot light emits yellow light containing green and red components. The yellow light emitted from the fluorescent light emitting plate 3 is collected by the condenser lens 13, converted into substantially parallel light, and then transmitted through the dichroic mirror 26. On the other hand, blue light emitted from the light emitting diode 27 is collected by the condenser lens 28, converted into substantially parallel light, and then reflected by the dichroic mirror 26. The light emitting diode 27 is cooled by the heat sink 29, and the light emission characteristics are stably maintained.

このように、蛍光発光板３からの緑および赤成分を含む黄色の蛍光光と、発光ダイオード２７の青色光が合成されて、白色光が出射される。半導体レーザー光ではなく、発光ダイオード２７を用いることにより、レーザー光固有のスペックルの発生がない高品位な画像光を得ることができる。なお、図５の構成では、１つの発光ダイオード２７が示されているが、複数の発光ダイオードを用いて第２固体光源ユニットを構成してもよい。   In this way, the yellow fluorescent light including the green and red components from the fluorescent light emitting plate 3 and the blue light of the light emitting diode 27 are combined to emit white light. By using the light emitting diode 27 instead of the semiconductor laser light, it is possible to obtain high-quality image light that does not generate speckle peculiar to the laser light. In the configuration of FIG. 5, one light emitting diode 27 is shown, but the second solid-state light source unit may be configured using a plurality of light emitting diodes.

以上のように、本実施の形態の光源装置は、複数の半導体レーザーを備えた固体光源からの光束群を１／２波長板により効率よく蛍光発光板に集光し、黄色光の蛍光発光を得る。その黄色光と発光ダイオードからの青色光を合成して白色光を得るため、スペックルの発生がない高品位で良好な白バランスの白色光を得ることができる。   As described above, the light source device according to the present embodiment efficiently collects a light flux group from a solid-state light source including a plurality of semiconductor lasers on a fluorescent light-emitting plate by a half-wave plate, and emits yellow fluorescent light. obtain. Since the yellow light and the blue light from the light-emitting diode are combined to obtain white light, high-quality white light with good white balance without speckles can be obtained.

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における投写型表示装置を示す。この投写型表示装置は、実施の形態１における光源装置を用いて構成されている。従って、光源装置の要素については、実施の形態１と同一の参照番号を付して、説明の繰り返しを省略する。 (Embodiment 3)
FIG. 7 shows a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. This projection display device is configured using the light source device in the first embodiment. Therefore, the elements of the light source device are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description will not be repeated.

本実施の形態では、ライトバルブとして、ＴＮモードもしくはＶＡモードであって、画素領域に薄膜トランジスタが形成されたアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルが用いられる。   In this embodiment mode, an active matrix transmissive liquid crystal panel which is in a TN mode or a VA mode and has a thin film transistor formed in a pixel region is used as a light valve.

光源装置のダイクロイックミラー２からの出射光を集光して照明光を形成する照明部が、第１、第２レンズアレイ板３０、３１、偏光変換光学素子３２、及び重畳用レンズ３３により構成されている。重畳用レンズ５３を通過した照明光を色分離して各色光用の液晶ライトバルブに入射させるための色分離部が、青反射のダイクロイックミラー３４、緑反射のダイクロイックミラー３５、反射ミラー３６、３７、３８、及びリレーレンズ３９、４０により構成されている。
色分離された各色光から画像光を形成するライトバルブ部が、フィールドレンズ４１、４２、４３、入射側偏光板４４、４５、４６、液晶パネル４７、４８、４９、及び出射側偏光板５０、５１、５２により構成されている。各色光の画像光を合成し拡大投写する投写光学系が、赤反射のダイクロイックミラー及び青反射のダイクロイックミラーから構成される色合成プリズム５３と、投写レンズ５４により構成されている。 An illuminating unit that condenses light emitted from the dichroic mirror 2 of the light source device to form illumination light is configured by the first and second lens array plates 30 and 31, the polarization conversion optical element 32, and the superimposing lens 33. ing. A color separation unit for color-separating the illumination light that has passed through the superimposing lens 53 and causing the illumination light to enter the liquid crystal light valve for each color light includes a blue reflecting dichroic mirror 34, a green reflecting dichroic mirror 35, and reflecting mirrors 36 and 37. , 38 and relay lenses 39, 40.
A light valve unit that forms image light from the color-separated color lights includes field lenses 41, 42, 43, incident side polarizing plates 44, 45, 46, liquid crystal panels 47, 48, 49, and an outgoing side polarizing plate 50, 51 and 52. A projection optical system that synthesizes and magnifies image light of each color light includes a color synthesis prism 53 including a red reflection dichroic mirror and a blue reflection dichroic mirror, and a projection lens 54.

上記構成において、光源装置からの白色光は、複数のレンズ素子から構成された第１レンズアレイ板３０に入射し、多数の光束に分割される。第１レンズアレイ板３０のレンズ素子は、液晶パネル４７、４８、４９と相似形の開口形状を有する。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成された第２レンズアレイ板３１に収束する。第２レンズアレイ板３１のレンズ素子は、第１レンズアレイ板３０と液晶パネル４７、４８、４９とが略共役関係となるようにその焦点距離が決められている。
第２レンズアレイ板３１から出射した光は、偏光変換光学素子３２に入射する。偏光変換光学素子３２は、偏光分離プリズムと１／２波長板により構成され、光源からの自然光を一つの偏光方向の光に変換する。偏光変換光学素子３２からの光は重畳用レンズ３３に入射する。重畳用レンズ３３は、第２レンズアレイ板３１の各レンズ素子から出射した光を重畳して液晶パネル４７、４８、４９を照明するための機能を有する。
重畳用レンズ３３からの光は、青反射のダイクロイックミラー３４、緑反射のダイクロイックミラー３５により、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ４１、入射側偏光板４４を透過して、液晶パネル４７に入射する。青の色光は反射ミラー３６で反射した後、フィールドレンズ４２、入射側偏光板４５を透過して液晶パネル４８に入射する。赤の色光はリレーレンズ３９、４０、反射ミラー３７、３８を透過屈折および反射し、フィールドレンズ４３、入射側偏光板４６を透過して、液晶パネル４９に入射する。
３枚の液晶パネル４７、４８、４９は、映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の偏光状態を変化させる。入射側偏光板４４、４５、４６および出射側偏光板５０、５１、５２は、液晶パネル４７、４８、４９の各々の両側に透過軸を直交させて配置されている。そのため、液晶パネル４７、４８、４９の偏光状態に応じて光が空間変調され、緑、青、赤の画像光が形成される。
出射側偏光板５０、５１、５２を透過した各色光は、色合成プリズム５３に入射し、赤色光が赤反射のダイクロイックミラーにより反射され、青色光が青反射のダイクロイックミラーによって反射され、緑の色光と合成されて、投写レンズ５４に入射する。投写レンズ５４に入射した光は、スクリーン（図示せず）上に拡大投写される。
上述のとおり、光源装置は複数の固体光源で構成され、高輝度で良好なホワイトバランスの白色光を出射するため、長寿命で、高輝度な投写型表示装置を実現できる。また、ライトバルブには、時分割方式ではなく偏光を利用する３枚の液晶パネルを用いているため、カラーブレイキングがなく色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。 In the above configuration, the white light from the light source device enters the first lens array plate 30 including a plurality of lens elements, and is divided into a number of light beams. The lens elements of the first lens array plate 30 have an opening shape similar to the liquid crystal panels 47, 48, and 49. A large number of the divided light beams converge on a second lens array plate 31 composed of a plurality of lenses. The focal lengths of the lens elements of the second lens array plate 31 are determined so that the first lens array plate 30 and the liquid crystal panels 47, 48, and 49 have a substantially conjugate relationship.
The light emitted from the second lens array plate 31 enters the polarization conversion optical element 32. The polarization conversion optical element 32 includes a polarization separation prism and a half-wave plate, and converts natural light from the light source into light of one polarization direction. Light from the polarization conversion optical element 32 enters the superimposing lens 33. The superimposing lens 33 has a function for illuminating the liquid crystal panels 47, 48, and 49 by superimposing light emitted from the lens elements of the second lens array plate 31.
The light from the superimposing lens 33 is separated into blue, green, and red color light by a blue reflecting dichroic mirror 34 and a green reflecting dichroic mirror 35. The green color light passes through the field lens 41 and the incident side polarizing plate 44 and enters the liquid crystal panel 47. After the blue color light is reflected by the reflection mirror 36, it passes through the field lens 42 and the incident side polarizing plate 45 and enters the liquid crystal panel 48. The red color light is transmitted and refracted and reflected by the relay lenses 39 and 40 and the reflection mirrors 37 and 38, passes through the field lens 43 and the incident side polarizing plate 46, and enters the liquid crystal panel 49.
The three liquid crystal panels 47, 48, and 49 change the polarization state of incident light by controlling the voltage applied to the pixels according to the video signal. The incident side polarizing plates 44, 45, 46 and the outgoing side polarizing plates 50, 51, 52 are arranged on both sides of each of the liquid crystal panels 47, 48, 49 with their transmission axes orthogonal to each other. Therefore, the light is spatially modulated according to the polarization state of the liquid crystal panels 47, 48, and 49, and green, blue, and red image lights are formed.
Each color light transmitted through the output side polarizing plates 50, 51, 52 enters the color combining prism 53, red light is reflected by a red reflecting dichroic mirror, blue light is reflected by a blue reflecting dichroic mirror, and green light is reflected. It is combined with the color light and enters the projection lens 54. The light incident on the projection lens 54 is enlarged and projected on a screen (not shown).
As described above, the light source device is composed of a plurality of solid-state light sources, and emits white light with high brightness and good white balance. Therefore, a long-life and high-brightness projection display device can be realized. In addition, since the light valve uses three liquid crystal panels that use polarized light instead of the time-division method, there is no color breaking, color reproduction is good, and a bright and high-definition projected image can be obtained.

以上のように、本実施の形態の投写型表示装置は、実施の形態１と同様の高効率で高輝度な光源装置を用いるため、明るい画像光を投写することができる。光源装置としては、実施の形態１の光源装置に限らず、実施の形態２の光源装置を用いても、同様の効果を得ることができる。   As described above, since the projection display apparatus according to the present embodiment uses the light source apparatus with high efficiency and high brightness similar to that of Embodiment 1, it can project bright image light. The light source device is not limited to the light source device of the first embodiment, and the same effect can be obtained even when the light source device of the second embodiment is used.

また、液晶ライトバルブとしては、透過型の液晶パネルに限らず、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。反射型の液晶パネルを用いることにより、高精細な投写型表示装置が構成できる。また、ライトバルブとして、ミラー偏向型ライトバルブを用いてもよい。ミラー偏向型ライトバルブを用いることにより、小型で高信頼性の投写型表示装置を構成できる。   In addition, the liquid crystal light valve is not limited to a transmissive liquid crystal panel, and may be configured using a reflective liquid crystal panel. By using a reflective liquid crystal panel, a high-definition projection display device can be configured. Further, as the light valve, a mirror deflection type light valve may be used. By using the mirror deflection type light valve, a small and highly reliable projection display device can be configured.

本発明の光源装置は、固体光源からの励起光により蛍光体層から発光される蛍光を用いて、高効率で良好な白バランス光を高輝度で出射することができ、投写型表示装置などの光源装置として有用である。   The light source device of the present invention can emit high-efficiency and good white balance light with high brightness using fluorescence emitted from the phosphor layer by excitation light from a solid-state light source. It is useful as a light source device.

１ 固体光源ユニット
２、２６ ダイクロイックミラー
３ 蛍光発光板
４ 偏光方向変換部
５ 半導体レーザー
６ 放熱板
７ 集光レンズ
８、２９ ヒートシンク
９、１０、 レンズ
１１ 拡散板
１２、２５ １／２波長板
１３、２８ コンデンサレンズ
１４ ガラス基板
１５ 反射膜
１６ 蛍光体層
１７ モーター
１８ １／４波長板
１９ 反射板
２０ 光束
２１ 光軸
２２ 活性層
２３ 発光ビーム
２４ 偏光方向
２７ 発光ダイオード
３０ 第１レンズアレイ板
３１ 第２レンズアレイ板
３２ 偏光変換光学素子
３３ 重畳用レンズ
３４ 青反射のダイクロイックミラー
３５ 緑反射のダイクロイックミラー
３６、３７、３８ 反射ミラー
３９、４０ リレーレンズ
４１、４２、４３ フィールドレンズ
４４、４５、４６ 入射側偏光板
４７、４８、４９ 液晶パネル
５０、５１、５２ 出射側偏光板
５３ 色合成プリズム
５４ 投写レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid light source unit 2, 26 Dichroic mirror 3 Fluorescent light-emitting plate 4 Polarization direction conversion part 5 Semiconductor laser 6 Heat sink 7 Condensing lens 8, 29 Heat sink 9, 10, Lens 11 Diffusing plate 12, 25 1/2 wavelength plate 13, 28 Condenser Lens 14 Glass Substrate 15 Reflective Film 16 Phosphor Layer 17 Motor 18 1/4 Wave Plate 19 Reflector 20 Light Beam 21 Optical Axis 22 Active Layer 23 Light Emission Beam 24 Polarization Direction 27 Light Emitting Diode 30 First Lens Array Plate 31 Second Lens Lens array plate 32 Polarization converting optical element 33 Superimposing lens 34 Blue reflecting dichroic mirror 35 Green reflecting dichroic mirror 36, 37, 38 Reflecting mirror 39, 40 Relay lens 41, 42, 43 Field lens 44, 45, 46 Incident side Polarizing plate 47, 48, 49 Liquid crystal Panel 50, 51 and 52 the second polarizer 53 color combining prism 54 a projection lens

Claims (18)

青の色光を発光する複数個の第１固体光源と前記第１固体光源の各々に対応する複数個の集光レンズとを備えた第１固体光源ユニットと、
前記第１固体光源ユニットからの色光を第１偏光成分と第２偏光成分に偏光分離し、かつ青の色光と緑及び赤の色光を合成するダイクロイックミラーと、
前記第１偏光成分の光により励起されて緑及び赤成分の蛍光を発光し前記ダイクロイックミラーに入射させる蛍光発光板と、
前記第２偏光成分の偏光を円偏光に変換する第１位相差板と、
前記第１位相差板を透過した光を反射して再度前記第１位相差板に入射させる反射板とを備え、
前記蛍光発光板からの色光と前記第１位相差板を再透過した色光とが前記ダイクロイックミラーで合成されて、白色光を出射する光源装置であって、
前記第１固体光源ユニットと前記ダイクロイックミラーとの間に配置され、前記第１固体光源ユニットからの光の偏光方向を変換し、前記ダイクロイックミラーへ入射するＰ偏光成分とＳ偏光成分の光を一定の比率に制御する第２位相差板を備えたことを特徴とする光源装置。 A first solid-state light source unit that includes a plurality of condenser lenses corresponding to each of the plurality of first solid-state light source and the first solid-state light source for emitting blue color light,
A dichroic mirror that separates the color light from the first solid-state light source unit into a first polarization component and a second polarization component and synthesizes blue color light and green and red color light;
A fluorescent light-emitting plate that is excited by the light of the first polarization component to emit green and red fluorescence and to enter the dichroic mirror;
A first retardation plate that converts polarized light of the second polarization component into circularly polarized light;
A reflection plate that reflects the light transmitted through the first retardation plate and makes it incident on the first retardation plate again;
The light source device that emits white light by combining the color light from the fluorescent light emitting plate and the color light retransmitted through the first retardation plate by the dichroic mirror,
Located between the first solid-state light source unit and the dichroic mirror, converts the polarization direction of the light from the first solid-state light source unit, and makes the light of the P-polarized component and the S-polarized component incident on the dichroic mirror constant. A light source device comprising a second retardation plate that is controlled to a ratio of 前記ダイクロイックミラーと前記蛍光発光板の間に配置され、前記ダイクロイックミラーで偏光分離された前記第１偏光成分を集光する集光部を備え、
前記集光部で集光された光が前記蛍光発光板に入射する請求項１記載の光源装置。 A condensing part that is disposed between the dichroic mirror and the fluorescent light-emitting plate and condenses the first polarized component polarized and separated by the dichroic mirror;
The light source device according to claim 1, wherein the light condensed by the condensing unit is incident on the fluorescent light emitting plate. 複数個の第１固体光源と前記第１固体光源の各々に対応する複数個の集光レンズとを備えた第１固体光源ユニットと、
前記第１固体光源ユニットからの色光を反射し、かつ青の色光と緑及び赤の色光を合成するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された前記第１固体光源からの色光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部で集光された光で励起されて緑及び赤成分の蛍光を発光し前記ダイクロイックミラーに入射させる蛍光発光板と、
第２固体光源を備えた第２固体光源ユニットと、
前記第２固体光源ユニットからの光を集光する第２集光部とを備え、
前記蛍光発光板からの色光と前記第２固体光源ユニットからの色光とが前記ダイクロイックミラーで合成されて、白色光を出射する光源装置であって、
前記第１固体光源ユニットと前記ダイクロイックミラーとの間に配置され、前記第１固体光源ユニットからの光の偏光方向を変換してＳ偏光とする第３位相差板を備えたことを特徴とする光源装置。 A first solid-state light source unit that includes a plurality of condenser lenses corresponding to each of a plurality of said first solid-state light source first solid-state light source,
A dichroic mirror that reflects color light from the first solid-state light source unit and combines blue color light with green and red color light;
A first condensing unit that condenses the color light from the first solid-state light source reflected by the dichroic mirror;
A fluorescent light-emitting plate that is excited by the light collected by the first light-collecting unit to emit green and red component fluorescence and is incident on the dichroic mirror;
A second solid state light source unit comprising a second solid state light source;
A second condensing unit that condenses light from the second solid-state light source unit,
The light source device that emits white light by combining the color light from the fluorescent light-emitting plate and the color light from the second solid-state light source unit by the dichroic mirror,
A third retardation plate is provided between the first solid-state light source unit and the dichroic mirror, and converts the polarization direction of light from the first solid-state light source unit into S-polarized light. Light source device. 前記第１固体光源が青色半導体レーザーである請求項１または３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the first solid-state light source is a blue semiconductor laser. 前記第１固体光源から出射する光が直線偏光の光である請求項１または３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the light emitted from the first solid-state light source is linearly polarized light. 前記第２固体光源が発光ダイオードである請求項３記載の光源装置。   The light source device according to claim 3, wherein the second solid-state light source is a light emitting diode. 前記第１固体光源ユニットが複数の固体光源ユニットで構成された請求項１または３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the first solid state light source unit includes a plurality of solid state light source units. 前記第１位相差板が１／４波長板である請求項１記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the first retardation plate is a ¼ wavelength plate. 前記第２位相差板が１／２波長板である請求項１記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the second retardation plate is a half-wave plate. 前記第３位相差板が１／２波長板である請求項３記載の光源装置。   The light source device according to claim 3, wherein the third retardation plate is a half-wave plate. 前記第２位相差板の光軸の方向を変化させる回転調整機構を備えた請求項１に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, further comprising a rotation adjustment mechanism that changes a direction of an optical axis of the second retardation plate. 前記第３位相差板の光軸の方向を変化させる回転調整機構を備えた請求項３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 3, further comprising a rotation adjustment mechanism that changes a direction of an optical axis of the third retardation plate. 前記蛍光発光板は回転制御可能な円形である請求項１または３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the fluorescent light emitting plate has a circular shape that can be rotationally controlled. 前記蛍光発光板は、前記ダイクロイックミラーに面する側に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に対して前記ダイクロイックミラーの反対側に配置された反射膜とを有する請求項１または３に記載の光源装置。   The said fluorescent light emission board has the fluorescent substance layer arrange | positioned at the side which faces the said dichroic mirror, and the reflecting film arrange | positioned with respect to the said fluorescent substance layer on the opposite side of the said dichroic mirror. The light source device described. 前記蛍光体層はＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体により形成された請求項１４に記載の光源装置。   The light source device according to claim 14, wherein the phosphor layer is formed of a Ce-activated YAG yellow phosphor. 前記第１固体光源ユニットと、前記ダイクロイックミラーの間に拡散板を備えた請求項１または３に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, further comprising a diffusion plate between the first solid-state light source unit and the dichroic mirror. 白色光を出射する光源装置と、
前記光源装置からの光を集光して照明光を形成する照明部と、
前記照明部からの白色光を青、緑及び赤の各色光に色分離する色分離部と、
色分離された各色光を空間変調して画像光を各々形成する３つの液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブから出射した青、緑及び赤の色光の画像光を合成する色合成部と、
前記色合成部で合成された画像光を拡大投写する投写レンズとを備え、
前記光源装置が請求項１または３に記載の光源装置であることを特徴とする投写型表示装置。 A light source device that emits white light;
An illumination unit that collects light from the light source device to form illumination light; and
A color separation unit that separates white light from the illumination unit into blue, green, and red color lights;
Three liquid crystal light valves for spatially modulating the color-separated color lights to form image lights,
A color synthesizing unit that synthesizes image light of blue, green, and red color light emitted from the liquid crystal light valve;
A projection lens for enlarging and projecting the image light synthesized by the color synthesis unit,
A projection display device, wherein the light source device is the light source device according to claim 1. 前記液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルを用いて構成された請求項１７記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 17, wherein the liquid crystal light valve is configured using a transmissive liquid crystal panel.
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